磁性介孔纳米粒子的制备及对抗癌药紫杉醇的传输

doi:10.7503/cjcu20140122

高等学校化学学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (7): 1509.doi: 10.7503/cjcu20140122

磁性介孔纳米粒子的制备及对抗癌药紫杉醇的传输

张卓琦¹, 耿浩然², 宣瑞飞², 陈敏敏², 陈辉², 刘爱辉³(), 曹希传²

1. 徐州医学院临床学院心内科, 徐州 221002
2. 中国矿业大学材料科学与工程学院, 徐州 221116
3.淮阴工学院, 江苏省介入医疗器械研究重点实验室, 淮安 223003

收稿日期:2014-03-12 出版日期:2014-07-10 发布日期:2014-05-19
作者简介:联系人简介: 刘爱辉, 女, 副教授, 主要从事生物医用材料制备及表面改性研究. E-mail: abc623044118@163.com
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 30800219)、中国矿业大学理科专项基金(批准号: LK0303)和江苏省介入医疗器械研究重点实验室开放基金(批准号: jr1105)资助

Fabrication and TXL Anti-cancer Drug Delivery of Magnetic Mesoporous Silica Nanoparticles^†

ZHANG Zhuoqi¹, GENG Haoran², XUAN Ruifei², CHEN Minmin², CHEN Hui², LIU Aihui^3,^*(), CAO Xichuan²

1. The Affiliated Hospital of Xuzhou Medical College, Xuzhou 221002, China
2. School of Materials Science and Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China
3. Jiangsu Provice Key Laboratory for Interventional Medical Device, Huaiyin Institute of Technology, Huaiyin 223003, China

Received:2014-03-12 Online:2014-07-10 Published:2014-05-19
Contact: LIU Aihui E-mail:abc623044118@163.com

摘要/Abstract

摘要：

以十六烷基溴化铵(CTAB)为结构导向剂, 正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 在碱性环境下经过自组装过程对单分散性磁性Fe₃O₄纳米粒子进行包覆, 制备出磁性硅基介孔纳米粒子Fe₃O₄@SiO₂. 结合X射线衍射、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)以及氮气吸附-脱附等技术对Fe₃O₄@SiO₂粒子进行表征. 结果表明Fe₃O₄@SiO₂纳米粒子具有球形形貌, 平均直径约为150 nm, 蠕虫状介孔结构, 比表面积为932 m²/g, 孔径为2.5 nm且分布较均匀, 包覆后Fe₃O₄的结构得以保持, 同时材料具有很好的磁响应能力. 以抗癌药紫杉醇(Paelitaxel, TXL)为模型药物进行负载, 实验结果表明, Fe₃O₄@SiO₂对TXL的负载能力为80 mg/g, TXL-Fe₃O₄@SiO₂对TXL的缓释时间持续120 h以上, 累积释放量达到30 mg/g. 通过噻唑蓝比色(MTT)法测量了TXL-Fe₃O₄@SiO₂粒子对体外培养的HeLa细胞的细胞毒性, 与相同浓度的TXL相比, TXL-Fe₃O₄@SiO₂对HeLa细胞的抑制率明显增高.

关键词: 磁性介孔纳米粒子, 紫杉醇, 抗癌药物传输, HeLa细胞, Fe3O4纳米粒子

Abstract:

Magnetic Fe₃O₄@SiO₂ mesoporous silica nanoparticles(MSNs) were synthesized with Fe₃O₄ nanoparticles as crystal core, cetyltrimethylammium bromide(CTAB) as structural directional agent through the hydrolysis of tetraethoxysilane(TEOS) and self-assembly procedure under the basic conditions. The synthesized MSNs were characterized via the XRD, FTIR, TEM and N₂ adsorptiom-desorption. The results show that these MSNs have high sepcific surface area of 932 cm²/g, particles size of 150 nm and typical hexagonal packing mesoporous structure. Simultaneously, all Fe₃O₄ nanoparticles are perfectly embedded in silica bulk. As a TXL carrier, Fe₃O₄@SiO₂ exhibits good adsorption with the maximum adsorption capacity of 80 mg/g and TXL-Fe₃O₄@SiO₂ has a more than 120 h sustained release for TXL with accumulative quantity of 30 mg/g. While the release behaviour is controlled by various pH values. Higher the pH is, larger the accumulative release is. Experiments of cytotoxicity on HeLa cells indicate that the Fe₃O₄@SiO₂ particles exhibit excellent biocompatibility. TXL-Fe₃O₄@SiO₂ shows significant inhibition effect on HeLa cells than bare TXL under the same drug concentration.

Key words: Magnetic mesoporous nanoparticles, Paelitaxel(TXL), Anticancer drug delivery, HeLa cell, Fe3O4 nanoparticles

TrendMD:

张卓琦, 耿浩然, 宣瑞飞, 陈敏敏, 陈辉, 刘爱辉, 曹希传. 磁性介孔纳米粒子的制备及对抗癌药紫杉醇的传输. 高等学校化学学报, 2014, 35(7): 1509.

ZHANG Zhuoqi, GENG Haoran, XUAN Ruifei, CHEN Minmin, CHEN Hui, LIU Aihui, CAO Xichuan. Fabrication and TXL Anti-cancer Drug Delivery of Magnetic Mesoporous Silica Nanoparticles^†. Chem. J. Chinese Universities, 2014, 35(7): 1509.

图/表 8

Fig.1 TEM image of Fe3O4 nanoparticles

Fig.2 N2 adsorption-desorption isotherms and pore size istribution of Fe3O4@SiO2 nanoparticles

Fig.3 TEM image of Fe3O4@SiO2 nanoparticles

Fig.4 Small-angle XRD patterns of cal-Fe3O4@SiO2(a) nd pre-Fe3O4@SiO2 nanoparticles(b)

Fig.5 Wide-angle XRD patterns of Fe3O4@SiO2(a) nd Fe3O4 nanoparticles(b)

Fig.6 FTIR spectra of cal-Fe3O4@SiO2(a) nd pre-Fe3O4@SiO2(b)

Fig.7 Release of TXL from TXL-cal-Fe3O4@SiO2 various pH values in PBS at 37 ℃ ● pH=9.0; ▲ pH=7.3; ■ pH=5.5; ◆ pH=4.5. Samples were loaded at pH=7.3 with (80±5) mg/g loading capacity.

Fig.8 Effect of cal-Fe3O4@SiO2, TXL-Fe3O4@SiO2 and TXL with various amounts on the relative HeLa cells viability

参考文献 19

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